Combination of experimental and numerical approaches to determine the main characteristics of skimming flow in stepped spillways

• Autor(a) principal: Tassinari, Lucas Camargo da Silva
• Data de Publicação: 2020
• Outros Autores: Sanagiotto, Daniela Guzzon, Marques, Marcelo Giulian, Lauffer, Luísa Ludtke, Trierweiler Neto, Edgar Fernando
• Tipo de documento: Artigo
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/211694
• topic: Dinâmica dos fluidos computacional; Escoamento de fluidos; Vertedouro em degraus; Stepped spillways; CFD; Free surface; Free surface; Turbolence; Pressure

A abordagem tradicional para a caracterização hidrodinâmica do escoamento sobre vertedouros em degraus é feita através da modelagem física, a qual é suscetível aos efeitos de escala e possui limitações relacionadas ao aparato experimental, espaço físico de laboratório e discretização espacial da obtenção de dados. A fluidodinâmica computacional é uma importante ferramenta de análise dos escoamentos, pois, se utilizada corretamente, apresenta grande potencial de aplicação na engenharia hidráulica. Neste trabalho, foi utilizada fluidodinâmica computacional para modelar o escoamento deslizante sobre turbilhões em um vertedouro em degraus. Buscou-se investigar os efeitos de possíveis erros de medição de pressão devido às incertezas na posição dos medidores dentro dos degraus. O modelo numérico foi validado através de dados de pressão obtidos experimentalmente e dados de velocidade encontrados na literatura. Os resultados mostram que os melhores valores de fração de água (α ) que definem a superfície livre são α = 0,30 para a região não aerada e α = 0,10 para a região aerada. Utilizando-se dados experimentais, foram calculados parâmetros estatísticos para estimar pressões extremas. O uso destes parâmetros, em conjunto com os resultados das simulações, permite definir que as pressões extremas positivas ocorrem na região 0,81 < x/l < 0,98 nos patamares e as mínimas na região 0,93 < y/h < 0,98 nos espelhos.